安全生产_水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告

郑州市郑州市郑州市郑州市尖岗尖岗尖岗尖岗水库除险加固工程水库除险加固工程水库除险加固工程水库除险加固工程 蓄水安全鉴定报告蓄水安全鉴定报告蓄水安全鉴定报告蓄水安全鉴定报告 水利部水利部水利部水利部黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河水利委员会黄河水利科学研究院黄河水利委员会黄河水利科学研究院 Yellow River Institute of Hydraulic Research，YRCC 二二二二一三年七月一三年七月一三年七月一三年七月 2 目 录 I 目目目目 录录录录 第一章第一章第一章第一章 蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况 1 1.1 工作任务和范围 1 1.2 工作依据和要求 1 1.2.1 工作依据 . 1 1.2.2 工作要求 . 2 1.3 工作内容 2 1.4 工作安排和进度 3 第二章第二章第二章第二章 工程和建设概况工程和建设概况工程和建设概况工程和建设概况 4 2.1 除险加固工程概况 4 2.2 工程设计与审批 5 2.3 参建单位 5 2.4 工程等别、建筑物级别及设计标准 6 2.5 工程建设过程及当前形象面貌 6 2.5.1 工程建设过程 . 6 2.5.2 当前形象面貌 . 7 2.6 工程主要设计变更 9 第三章第三章第三章第三章 工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价 11 3.1 概述 11 3.2 径流 11 3.3 设计洪水调节计算成果 12 3.3.1 由流量资料推求设计洪水 . 13 3.3.2 由暴雨资料推求设计洪水 . 13 3.3.3 小流域设计洪水计算法推求设计洪水 13 3.4 设计洪水计算结果分析 . 13 3.4.1 不同途径计算的成果比较 . 13 3.4.2 非汛期设计洪水 . 14 3.4.3 水库水位库容关系 14 3.5 坝顶高程复核 16 3.6 防洪度汛方案 17 3.6.1 防洪度汛组织 . 18 3.6.2 水库调节任务及原则 . 19 3.6.3 度汛特征水位及泄洪防汛 . 19 目 录 II 3.7 工程防洪度汛安全评价意见与建议 . 20 第四章第四章第四章第四章 枢纽区工程地质条件评价枢纽区工程地质条件评价枢纽区工程地质条件评价枢纽区工程地质条件评价 21 4.1 地勘工作概况 21 4.2 区域地质与地震 22 4.2.1 地质构造 . 22 4.2.1 地震 . 22 4.3 水库区工程地质条件 23 4.3.1 水库渗漏 . 23 4.3.2 库岸稳定及淤积 . 23 4.3.3 水库浸没 . 23 4.4 枢纽区工程地质条件 23 4.4.1 地形地貌 . 23 4.4.2 地层岩性 . 24 4.4.3 地质构造 . 25 4.4.4 水文地质 . 26 4.5 坝址区的主要工程地质问题及评价 27 4.5.1 坝基渗漏评价 . 27 4.5.2 坝址区岩土物理力学指标及地质建议值 . 28 4.5.3 坝肩工程地质评价 . 31 4.5.4 主坝护坡及坝后渗透评价 . 31 4.5.5 输水管道的工程地质条件及评价 . 31 4.5.6 泄洪洞的工程地质条件及评价 32 4.5.7 溢洪道工程地质条件及评价 . 32 4.5.8 副坝工程地质条件及评价 . 33 4.6 天然建筑材料 33 4.7 枢纽区工程地质条件综合评价 33 第五章第五章第五章第五章 除险加固设计与施工质量评价除险加固设计与施工质量评价除险加固设计与施工质量评价除险加固设计与施工质量评价 35 5.1 除险加固设计评价 35 5.1.1 概况 . 35 5.1.2 工程布置及除险加固 . 36 5.1.3 大坝稳定评价 . 40 5.1.4 溢洪道消能评价 . 45 5.1.5 泄洪洞泄流防冲评价 . 47 5.2 坝体施工质量评价 50 目 录 III 5.2.1 概况 . 50 5.2.2 主要原材料和中间产品质量情况 . 50 5.2.3 坝体施工方法及质量控制与检测 . 52 5.3 除险加固设计与施工质量综合评价 58 第六章第六章第六章第六章 大坝安全监测评价大坝安全监测评价大坝安全监测评价大坝安全监测评价 60 6.1 安全监测系统设计 60 6.1.1 监测设计原则 . 60 6.1.2 监测设计 . 60 6.2 大坝施工期监测成果分析 60 6.2.1 渗压计监测特征值 . 60 6.2.2 坝体、坝基渗压监测成果 . 62 6.2.3 渗流观测典型纵断面浸润线分析 . 65 6.3 防渗墙监测成果 67 6.3.1 应变监测特征值 . 67 6.3.2 防渗墙应力和倾斜变化规律分析 . 68 6.3.3 防渗墙倾斜过程线分析 . 69 6.4 大坝安全监测评价意见和建议 70 第七章第七章第七章第七章 金属结构安全评价金属结构安全评价金属结构安全评价金属结构安全评价 71 第八章第八章第八章第八章 蓄水安全鉴定结论与建议蓄水安全鉴定结论与建议蓄水安全鉴定结论与建议蓄水安全鉴定结论与建议 72 8.1 工程形象面貌 72 8.2 工程等别、建筑物级别及设计标准 72 8.3 工程防洪度汛安全评价 73 8.4 枢纽区工程地质条件评价 73 8.5 大坝设计与施工质量综合评价 74 8.6 大坝安全监测评价 75 8.7 金属结构安全评价 75 8.8 存在问题与建议 76 附件及附图附件及附图附件及附图附件及附图 77 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 1 第一章第一章第一章第一章 蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况蓄水安全鉴定工作概况 1.1 工作任务和范围 根据水利部水利水电建设工程蓄水安全鉴定暂行办法(以下简称办法)的要 求，受郑州市尖岗水库管理处委托，黄河水利科学研究院(以下简称黄科院)负责组织专 家组对尖岗水库除险加固工程进行蓄水安全鉴定。 2007 年由郑州大学综合设计研究院对尖岗水库进行鉴定，鉴定结论如下： 1) 大坝填土天然干密度合格率 8.8%，小于规范规定的 90%，坝体质量不合格，施 工时大坝截水槽及下部壤土接触面渗透比降超过允许值； 截水槽反滤措施不合格， 下游 老河槽及左岸滩地曾出现冒水流土现象， 近一半的减压井因淤积而失效， 坝体浸润线有 逐年抬高的趋势， 且坝体渗透系数不满足规范要求； 主坝下游干砌石护坡局部风化严重， 副坝上游迎水坡浆砌石局部出现被水淘空。 2) 泄洪洞洞身接缝碳化严重，混凝土剥落，接缝漏水，其上交通桥出现贯穿裂缝； 泄洪洞检修闸门和启闭机等超过使用年限，需要更新改造。 3) 溢洪道护砌勾缝部分脱落，陡坡段混凝土底板及边墙有裂缝，消力池尺寸不符 合要求。 针对以上存在的问题，2008 郑州大学综合设计研究院结合鉴定结论及泄洪洞(溢洪 道)土建结构、泄洪洞工作闸门启闭机的安全检测结论，确定尖岗水库除险加固工程任 务如下：1)主坝背水坡护砌翻修及右岸下游边坡护砌；2)主体防渗工程；3)副坝背水坡 护砌； 4)溢洪道进水渠段护砌拆除重新护砌， 陡坡段与消力池段碳化处理和伸缩缝处理； 5)泄洪洞洞身碳化处理， 伸缩缝处理及下游测流桥拆除重建； 6)大坝安全自动监测系统； 水文自动观测系统。 经与项目法人(建设单位)上级主管部门研究， 确定本次蓄水安全鉴定工作范围包括 尖岗水库工程的主坝、副坝、溢洪洞、溢洪道、坝下放水管、金属结构及自动化监测设 备与工程蓄水安全运行有关的工程项目。 1.2 工作依据和要求 1.2.1 工作依据 蓄水安全鉴定的依据是有关法律、法规和技术标准，批准的初步设计报告、专题报 告、设计变更、修改文件及自检报告，监理签发的技术文件及说明，合同规定的质量和 安全标准等，具体如下： 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 2 1、水利部关于加强中小型水库除险加固后初期蓄水管理的通知； 2、蓄水安全鉴定管理办法； 3、郑州市尖岗水库除险加固工程初步设计报告； 4、郑州市尖岗水库除险加固大坝防渗处理工程质量检测报告； 5、郑州市尖岗水库除险加固工程管理房工程检测报告； 6、郑州市尖岗水库除险加固工程质量检测报告； 7、郑州市尖岗水库除险加固工程施工自检报告； 8、郑州市尖岗水库除险加固工程监理自检报告； 9、郑州市尖岗水库除险加固工程观测设施自检报告； 10、原材料及中间产品检测报告； 11、防汛物资储备定额编制规程 12、大坝安全鉴定报告书。 1.2.2 工作要求 蓄水安全鉴定工作的基本要求如下： 1、蓄水安全鉴定应严格遵照水利部颁发的蓄水安全鉴定管理办法及水利部关 于加强中小型水库除险加固后初期蓄水管理的通知中相关规定开展工作。 2、评价设计质量依据国家及行业现行技术标准。对不符合有关技术标准的，应分 析其对工程安全的影响程度，作出评价意见。 3、评价施工、制作、安装质量依据国家及行业现行规范、规程。安全鉴定的重点 是检查工程施工过程中是否存在影响工程安全的因素， 工程及设备的缺陷和质量事故是 否得到了安全处理，并对此提出工程安全评价意见。 4、资料要求真实、准确、可靠，鉴定结论力求客观、公正、科学。 1.3 工作内容 本次安全鉴定的主要内容是： 检查工程形象面貌是否符合蓄水要求； 工程防洪及洪 水资料的复核；检查工程设计标准，检查泄洪洞和溢洪道的泄水能力；评价消能防冲设 施和蓄水方案的可靠性；评价工程地质及水文地质条件；大坝基础处理、岸坡稳定是否 存在影响蓄水和工程运行的有关问题；水工建筑物设计、施工和安全运行的可靠性；检 查各类闸门、启闭机的设计、制造、安装、运行安全的可靠性；分析研究大坝安全监测 系统设施安装、调试、观测的情况，通过分析有关监测成果，评价大坝及其有关水工建 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 3 筑物的安全等。 1.4 工作安排和进度 根据蓄水安全鉴定管理办法的要求，为完成上述工作任务，安全鉴定工作分以 下三个阶段进行： 第一阶段：2013 年 6 月初，项目建设单位与黄科院洽谈工程蓄水安全鉴定事宜，6 月中旬， 黄科院成立了安全鉴定项目组及专家组， 组织专家和项目组成员赴工程现场查 勘，了解工程情况及主要技术问题，制定工作大纲，确定提供资料清单及完成日期等。 各参建单位按蓄水安全鉴定管理办法的要求开展鉴定前期工作，分别编写蓄水安全 鉴定自检报告，准备安全鉴定的有关资料。 第二阶段：在实际了解工程设计、施工质量情况和全面掌握各类资料的基础上，与 建设、设计、监理、施工、质量监督等各有关方面深入了解情况，项目组提出工程蓄水 安全鉴定报告初稿，并在征询建设、设计、监理、施工、质量监督等单位意见后，提出 工程蓄水安全鉴定报告修改稿。 第三阶段： 专家组进一步对工程蓄水安全鉴定报告修改稿进行修改补充， 并对报告 原有附图、附件进行整理。经专家组讨论通过评审并经黄科院领导审定批准后，正式提 出工程蓄水安全鉴定报告，提交委托单位。 本工程蓄水安全鉴定工作是在黄科院有关领导和院内外专家的共同努力下完成的， 并得到了尖岗水库管理处的关心和支持，设计、施工、监理等参建单位对该项工作也给 予了有力配合，使蓄水安全鉴定工作得以顺利进行，达到了预期目的和要求。 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 4 第二章第二章第二章第二章 工程和建设概况工程和建设概况工程和建设概况工程和建设概况 2.1 除险加固工程概况 尖岗水库位于淮河流域沙颍河水系贾鲁河的上游，坝址位于郑州市西南尖岗村西， 控制流域面积 113km2，总库容 6070.41 万 m3，是一座以城市防洪、供水为功能的中型 水库。 由于该水库居于郑州市区上游，下游还有陇海铁路、京广铁路，107、310 公路及市 水厂、电厂等供水能源设施，防洪位置十分重要，水库等别提高一等，设计洪水标准为 100 年一遇，校核洪水标准为 5000 年一遇。 尖岗水库的主体工程由大坝、泄洪洞、溢洪道、坝下放水管、副坝等建筑物组成， 建筑物及除险加固设计概况简介如下： (1) 大坝大坝大坝大坝：大坝为均质土坝，土料以轻质壤土为主，夹少量的砂壤土和粉质壤土， 坝基防渗采用粘土截水槽。坝顶高程 158.52m，坝顶宽度 8.4m，最大坝高 34.1m，大坝 迎水坡坡度自上而下分别为 1:3.0、1:3.5、1:2.0，采用干砌混凝土块护坡，背水坡坡度 自上而下分别为 1:2.5、1:2.75、1:3.0，采用干砌块石护坡。除险加固对大坝背水坡干砌 石护坡采用人工拆除方法进行拆除翻修；主坝防渗采用三孔两抓工艺施工，最大墙深 49m，顶部长度 265m，厚 0.6m。 (2) (2) (2) (2) 泄洪洞泄洪洞泄洪洞泄洪洞： 泄洪洞位于大坝左侧桩号 0061 处， 为无压钢筋混凝土洞， 洞长 150m， 进口段断面为方形，孔径 22m，洞身及出口段为城门洞型，高 3.2m，宽 2.4m。底部进 口高程 131.55m，出口高程 130.55m，最大泄量 75m 3/s。除险加固对泄洪洞伸缩缝采用 变形大、止水较好的水溶性聚氨酯灌浆止漏，然后沿缝凿除 4cm3cm 的 v 形槽，嵌填 SR 塑性止水片，在缝两边刷环氧砂浆，然后再刷 TH1 防碳化涂料；洞身裂缝处理采用化 学灌浆方法，灌浆材料采用可灌性较好的 AM(或 DLB)高分子堵漏材料进行灌浆；泄洪洞 洞身碳化处理首先将混凝土表面碳化层凿去平均厚 4mm，刷环氧砂浆，然后再刷 TH1 防 碳化涂料； 出口段消能工碳化处理将出口段与消力池的底板边墙混凝土表面碳化层凿去 平均厚 12mm，刷环氧砂浆，然后再刷 TH1 防碳化涂料；鉴于泄洪洞测流桥仅用于测流， 不用于交通，只有人群荷载和测流仪器荷载，荷载较小，本次设计在旧桥址位置重新设 计修建一座测流桥，跨度 30m，分 3 跨(310m)，桥面宽 1.2m。板墩式结构，墩台支撑， 预应力 SP38A 板作为桥板，设计均布荷载 500kg/m 2，板两侧预留插筋，桥面上下游侧设 钢筋混凝土栏杆。 (3) 溢洪道溢洪道溢洪道溢洪道：溢洪道布置在大坝左岸，进口底高程 154.75m，底宽 30m，水平段长 197m，采用浆砌块石护坡、干砌块石护底，陡坡 1：3.5，水平投影长度 111.7m，坡底 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 5 设一级、二级两个消力池，陡坡段和消力池均为钢筋混凝土结构，最大泄量 135.5m3/s。 除险加固工程对进水渠 0000197.67 段边坡和渠底采用 M7.5 浆砌石护砌，进口段 左岸削坡并进行护砌，延长裹脚护砌范围，进口段底板护砌向上游坡底延伸护砌至高程 143.0m；溢洪道陡坡和消力池底裂缝采用化学灌浆方法进行处理；溢洪道混凝土表面进 行碳化处理，凿去表层碳化层，刷环氧砂浆，然后再刷 TH1 防碳化涂料。 (4) 放水管放水管放水管放水管： 放水管布置在大坝右侧桩号 0366.1 处， 为圆形钢筋混凝土压力管道， 内径 1.1m，进口采用球形闸门，进口高程 130.55m，出口采用蝶形闸门，出口高程 125.98m，最大流量 9.5m3/s。放水管进口球形闸门和启闭机在 1984 年抗震加固时进行 了更新，目前运行状况正常；出口蝶形闸门为 2001 年更换，目前运行状况良好，现状 放水管身及出口无渗水现象。 (5) 副坝副坝副坝副坝：副坝位于溢洪道的左边，底部高程 152.50m，宽 150m，坝高 6m，顶宽 18.7m，上游坡 1：2.5，下游坡 1：2，副坝现状没有护坡和坝脚排水体。除险加固对副 坝采用草皮护坡处理，增设贴坡排水和排水沟。 (6) 金属结构金属结构金属结构金属结构：根据 2008 年 6 月水利部水工金属结构质量检验测试中心出具的尖 岗水库泄洪洞工作闸门启闭机安全检测报告中结论，泄洪洞工作闸门固定卷扬式启闭 机于 1970 年投入使用，至今运行 38 年，已远远超出规定的折旧年限(20 年)，现场检查 发现启闭机运行过程中有异常响声，且难以修复，已不具备安全运行条件，根据 SL226 98水利水电工程金属结构报废标准第 2.0.4 款的规定，对尖岗水库泄洪洞工作闸 门固定卷扬式启闭机更新，使用 250KN 固定卷扬式启闭机一台。 (7) 自动化监测自动化监测自动化监测自动化监测：大坝现有安全监测项目主要包括大坝表面三向位移观测、内部坝 体、坝基渗压自动监测、库水位自动监测及量水堰渗流量自动监测。本次除险加固工程 中增设的电气自动化系统主要有：(1)大坝渗流自动化观测系统；(2)水文自动测报系统。 2.2 工程设计与审批 尖岗水库管理处特委托郑州大学综合设计研究院， 严格按照大坝安全鉴定确定的病 险范围，根据水利部大坝安全管理中心核查意见及水库存在的主要问题，对尖岗水库除 险加固工程进行了初步设计。初步设计经河南省水利厅专家组初审，水利部淮委水利水 电工程技术研究中心专家组审查，河南省发改委批复(豫发改设计20081582 号)，建设 总投资为 1710 万元。 2.3 参建单位 项 目 法 人：郑州市尖岗水库管理处 质量监督单位：河南省水利水电工程建设质量监测监督站 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 6 设 计 单 位：郑州大学综合设计研究院 监 理 单 位：郑州市水利工程监理中心 施 工 单 位：1、山东省水利工程总公司(一标段) 2、洛阳金黄河水利工程有限公司(二标段) 3、南京水利科学研究院(三标段) 2.4 工程等别、建筑物级别及设计标准 尖岗水库总库容6070.41万m3，按照水利水电工程等级划分及洪水标准 (SL252-2000)的规定，属于中型水库，工程等别为等，其永久性主要建筑物级别为3 级，对照水库工程水工建筑物防洪标准，设计标准应为10050年一遇，校核标准为2000 年1000年一遇。但由于尖岗水库位置十分重要，1975年列入大型水库管理。尖岗水库 设计洪水标准为100年一遇，校核洪水标准为5000年一遇。主要建筑物提高一级按级 建筑物设计。 地震基本烈度：根据中国地震动参数区划图(1/400万)，查得本工程区的地震动 峰值加速度值为0.15g，抗震设防烈度为度，抗震分组为第二组，本区基本上不存在大 的发震断裂构造，本工程的地震烈度按度设防。 2.5 工程建设过程及当前形象面貌 2.5.1 工程建设过程 一标段一标段一标段一标段主要工作内容为大坝防渗、坝顶路面、主坝下游护坡、主坝下游右岸边坡护 砌及副坝下游护坡共八个分部工程，该标段工程主要控制性工期如下： (1) 2009 年 2 月 8 日，人员和机械设备进场施工准备工作，同年 3 月底已基本具备 了主体工程施工条件； (2) 2009 年 5 月 1 日，防渗墙工程正式开工，至 2009 年 6 月 22 日共计完成 36 个槽 段全部工作； (3) 2009 年 10 月 17 日，高喷工程正式开工，至 2009 年 11 月 20 日，共计共计共计共计完成完成完成完成 4 单元单元单元单元工程工程工程工程； (4) 2010 年 6 月 15 日，坝顶路面工程正式开工，至 2010 年 9 月 30 共计共计共计共计完成完成完成完成 60 个个个个 单元单元单元单元工程工程工程工程； (5) 2010 年 3 月 6 日，主坝下游护坡工程开工，于 2010 年 5 月 10 日，共计共计共计共计 12 个单个单个单个单 元元元元工程工程工程工程； (6) 2009 年 4 月 15 日，主坝下游右岸边坡护砌工程开工，于于于于 2009 年年年年 5 月月月月 20 日日日日，共共共共 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 7 计计计计 4 个单元个单元个单元个单元工工工工程程程程； (7) 2009 年年年年 2 月月月月 8 日日日日，副坝下游护坡工程开工副坝下游护坡工程开工副坝下游护坡工程开工副坝下游护坡工程开工，于于于于 2010 年年年年 7 月月月月 10 日日日日，共计共计共计共计完成完成完成完成 14 个单元个单元个单元个单元工程工程工程工程。 二标段二标段二标段二标段主要工作内容为溢洪道浆砌石护坡护底、测流桥拆除重建、防汛道路修建、 溢洪道防碳化处理、泄洪洞碳化处理及启闭机安装工程，该标段工程主要控制性工期如 下： (1) 防汛道路分部工程于 2010 年 5 月 8 日开工建设，2010 年 5 月 30 日完工； (2) 溢洪道加固工程 1(0+0000+091.54)，于 2009 年 1 月 8 日开工建设，2009 年 5 月 20 日完工； (3) 溢洪道加固工程 2(0+101.650+193.7)，于 2009 年 1 月 8 日开工建设，2009 年 12 月 5 日完工； (4) 溢洪道防碳化处理，于 2009 年 3 月 1 日开工建设，2009 年 6 月 10 日完工； (5) 测流桥拆除重建工程，于 2009 年 2 月 18 日开工建设，2009 年 5 月 1 日完工； (6) 泄洪洞碳化处理及启闭机安装工程，于 2009 年 2 月 14 日开工建设，2010 年 11 月 16 日完工。 三标段三标段三标段三标段主要工作内容为大坝自动化监测，分别为大坝变形、渗流自动化观测系统及 水文自动测报系统，该标段工程主要控制性工期如下： (1) JGSk-1 主坝渗流监测仪器安装分部工程于 2009 年 9 月 16 日开工， 至 2010 年 10 月 28 日完成； (2) JGSk-2 水文缆道及附属工程分部工程于 2010 年 3 月 4 日开工，至 2010 年 8 月 21 日完成。 2.5.2 当前形象面貌 依据水利水电基本建设工程单元工程质量等级评定标准(试行)，结合本尖岗水库情 况进行工程项目划分，总体划分如下： 单位工程 3 个，分别为 I 标、II 标和 III 标； 分部工程 23 个，分别为 I 18、II 112、III 13，其中 7 个为主要分部工程； 单元工程 531 个，其中 205 个为重要隐蔽工程。 各标段划分具体如表 2.5-1表 2.5-3。 表 2.5-1 I 标段项目划分表 编号 分布工程 单元工程(个) 备注 1 塑性混凝土防渗墙 1 13 检测频次及对检测频次及对检测频次及对检测频次及对 应关系应关系应关系应关系 2 塑性混凝土防渗墙 2 16 3 塑性混凝土防渗墙 3 13 4 高喷工程 4 5 堤顶路面工程 1 28 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 8 6 堤顶路面工程 2 28 7 大坝防渗墙监测 21 8 大坝表面变形监测 25 表 2.5-2 II 标段项目划分表 编号 分布工程 单元工程(个) 备注 1 溢洪道工程进水渠 A-A 剖面段 8 2 溢洪道工程进水渠 0+0000+091.54 段 51 3 溢洪道工程进水渠 0+101.650+193.7 段 66 4 测流桥 12 5 副坝背水坡护坡 16 6 筑坝下游护坡翻修 14 7 防汛道路 10 8 主坝下游右岸边坡护砌 B-B 剖面-A-A 剖面段 12 9 主坝下游右岸边坡护砌 B-B 剖面-D-D 剖面段 8 10 闸门及启闭器安装 9 11 泄洪洞防碳化处理 38 12 溢洪道防碳化处理 13 表 2.5-3 III 标段项目划分表 编号 分布工程 单元工程(个) 备注 1 大坝渗流监测 65 2 水文测报设施建筑工程 12 3 水文测报设施及安装 25 项目建设及质量评定情况如下： (1) 一标段建设及质量评定情况一标段建设及质量评定情况一标段建设及质量评定情况一标段建设及质量评定情况 主坝塑性砼防渗墙三个分部工程共完成防渗墙成墙面积 11118.24m2， 高喷工程共完 成喷射灌浆 245.16m，坝顶路面砼浇筑 1926.84m2，主坝下游护坡翻修完成主要工程量 为干砌石 1712m；主坝下游右岸边坡护砌分部完成主要工程量为浆砌石 174m；副坝 下游护坡分部完成主要工程量为干砌石 163m。防渗墙成墙面积合同工程量为： 11183.40m2，实际完成成墙面积为：11118.24m2。主副坝加固单位工程共八个分部工程， 于 2010 年 11 月 14 日，在郑州市尖岗水库除险加固工程建设项目管理处会议室通过验 收，验收结论为：工程质量等级合格。其中大坝防渗工程共划分 36 各单元工程，合格 36 个，优良 0 个，合格率 100%，优良率 0%，工序检验包括造孔、清孔和浇筑共 1966 次，合格率为 100%，原材料检验包括砂、碎石、水泥及外加剂共 169 组，合格 169 组， 合格率为 100%，中间产品混凝土试块共 53 组，合格率 53 组，合格率为 100%；高喷工 程共划分 4 个单元工程，合格单元 4 个，优良单元 1 个，合格率 100%，优良率 25%， 本分部工程质量等级评定为合格；坝顶路面工程共划分 60 个单元，合格 60 个，优良 29 个，合格率 100%，优良率 48.3%；主坝下游护坡工程工程共 12 个单元工程，合格 12 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 9 个，优良 8 个，合格率 100%，优良率 66.7%；主坝下游右岸边坡护砌工程共 4 个单元 工程，合格 4 个，优良 2 个，合格率 100%，优良率 50%；副坝下游护坡工程共 14 个单 元工程，合格 14 个，优良 5 个，合格率 100%，优良率 35.7%。 (2)二标段建设及质量评定情况二标段建设及质量评定情况二标段建设及质量评定情况二标段建设及质量评定情况 溢洪道进水渠 0+0000+091.54 段砌筑，完成主要工程量为浆砌石 1641m；溢洪道 进水渠 0+101.650+193.7 段砌筑，完成主要工程量为浆砌石 1379m；测流桥修建完成 主要工程量为混凝土 69.5m、 钢筋 9.56 吨； 防汛路修建完成主要工程量为防汛路面 1459 ； 溢洪道防碳化处理分部完成主要工程量为环氧砂浆抹面 3744.3 ； 泄洪洞分部完成 主要工程量为环氧砂浆抹面 2499.6m2，安装启闭机一台。该标段共划分 8 个分部工程， 已验收 8 个，合格率为 100%。其中溢洪道加固工程 0+0000+091.54 段分部共计 62 个 单元工程，合格率 100%，其中 22 个优良，优良率 35.5%；溢洪道加固工程 0+101.650+193.7 段分部共计 63 个单元工程，合格率 100%，其中 25 个优良，优良率 39.68%；测流桥拆除重建工程分部共计 12 个单元工程，合格率 100%，其中 4 个优良， 优良率 33.3%；防汛路分部共计 9 个单元工程，合格率 100%，其中 5 个优良，优良率 55.6%；溢洪道防碳化处理分部共计 9 个单元工程，合格率 100%，其中 3 个优良，优良 率 33.3%；泄洪洞防碳化处理及启闭机安装处理分部共计 29 个单元工程，安装启闭机 一台，合格率 100%；主坝下游护坡工程共划分 12 个单元，合格率 100%，其中优良单 元 8 个，优良率 66.7%。 (3) 三标段建设及质量评定情况三标段建设及质量评定情况三标段建设及质量评定情况三标段建设及质量评定情况 三标主要工作内容为大坝监测系统建设，该标段共划分 26 个单元工程，已验收 26 个，其中优良 20 个，合格率 100%，优良率 76.9%。 2.6 工程主要设计变更 主要设计变更如下： (1) 溢洪道进口段护底分缝处理及迎水坡坡比与马道高程设计变更，见变更通知单 001 号； (2) 为解决施工困难，减小施工平台宽度，将大坝防渗墙轴线由下游坝肩向上游移 至距坝轴线上游 1.2m 处，具体见变更通知单 002 号； (3) 为保证放水管与防渗墙联接可靠，将放水管部位高压摆喷改为高压旋喷，具体 见变更通知单 003 号； (4) 副坝下游护坡范围及排水沟修改、大坝下游右岸护坡修改、测流桥位置上移， 具体见变更通知单 004 号； (5) 防渗墙检测机房改造、大坝防渗墙观测设施调整等，具体见变更通知单 005 号； (6) 增补施工过程中大坝防渗墙施工漏浆处理的方案，具体见变更通知单 006 号； 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 10 (7) 由于老水文站站房破损严重，对其由加固改为重建，具体见设计图纸和变更通 知单； (8) 增加坝基孔隙水压力监测项目。 变更项目变更项目变更项目变更项目：根据工程实际情况，监理或设计针对尖岗水库建筑物观测设施下发了如 下监理指示和设计变更，新增坝基土基渗压计埋设钻孔项目。 变更原因变更原因变更原因变更原因：由于招标缺项，招标未考虑该项指标，无法全面监测大坝运行性状，变 更设计后可以较为全面的监测大坝运行性状，变更较为合理。 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 11 第三章第三章第三章第三章 工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价工程防洪与度汛安全评价 3.1 概述 尖岗水库位于淮河水系颖河支流贾鲁河干流上游的尖岗村西，距郑州市区6km，水 库以上控制流域面积113km2，干流长度28.4km。流域地势南高北低，地面坡降为 1/3001/400，流域水土流失较为严重。本区靠近黄河流域，属我国暖温带半湿润季风气 候边缘，四季分明，多年平均降雨量约640mm，70%集中在汛期7、8、9三个月；多年 平均水面蒸发量约为1400mm，陆面蒸发量约为500mm。 区域内洪水由暴雨形成，其变化受暴雨影响，洪水的年变幅很大，由19542005年 贾鲁河尖岗水库实测资料统计，贾鲁河最大洪峰流量为400m3/s，最小为2.1m3/s，最大 为最小的约190倍；年最大24小时洪量为829万m3，最小仅23万m3，最大为最小的36倍， 洪水的年变幅很大，尖岗水库坝址以上8.8km处有申富咀水文站，1954年7月设立，1959 年4月撤消；坝址以下3.5km处有常庙水文站，于1954年设立，1970年水库建成后迁至坝 址改为尖岗水库水文站，观测至今，选择尖岗水库水文站为参政站。 3.2 径流 3.2.1 设计年径流设计年径流设计年径流设计年径流 由水库历年平均流量组成样本系列， 设计采用现行水文频率计算方法适线法推求 设计年径流量。 年径流量平均值为 0.613m3/s， 参考尖岗水库水文站径流计算的变差系数 和偏态系数，设计站以上流域径流的 Cv 取 0.68，Cs/Cv=2.0，计算尖岗水库设计径流。 频率计算结果见表 3.2-1。 表 3.2-1 设计年径流量频率计算结果表 均值 Q=0.613，Cv=0.68，Cs/Cv =2.0 设计频率(%) 5 10 25 50 75 90 95 年平均流量(m3/s) 1.415 1.168 0.819 0.520 0.306 0.175 0.119 年径流总量(万 m3) 4462.34 3681.83 2581.85 1640.5 964.37 550.62 376.54 3.2.2 年内分配年内分配年内分配年内分配 (1) 典型年的选择原则 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 12 年内分配是设计年径流年内随时间变化过程， 常用的方法是选典型年进行同倍比缩 放。典型年应着重考虑年内极不均匀年为典型年，同时应选择最小月或最枯三个月平均 流量最枯年份作典型年，根据上述原则，从实测资料中选取丰、平、枯三个代表年，其 中：丰水代表年为 1973.61974.5，平水代表年为 1981.61982.5，枯水代表年为 2004.62005.5。 (2) 同倍比缩放 计算公式 k = Q年设 Q年典 Q = kQ 月典 式中：Q年设、Q月设设计站年、月流量(m3/s)； Q年典 、Q月典参证站年、月流量(m3/s)； k同倍比的缩放系数 按同倍比缩放法推得设计年径流过程见表 3.2-2。 表 3.2-2 尖岗水库设计年月径流量分配表 单位：m3/s 月 份 枯 水 代表年 P=95% 设计枯水年 平 水 代表年 P=50% 设计平水年 丰 水 代表年 P=5% 设计丰水年 6 0.16 0.12 1.04 0.92 0.77 0.76 7 0.58 0.45 0.71 0.63 1.88 1.86 8 0.23 0.18 0.66 0.58 1.51 1.49 9 0.15 0.12 0.89 0.78 1.28 1.26 10 0.16 0.12 0.49 0.44 1.49 1.47 11 0.15 0.12 0.47 0.42 1.42 1.40 12 0.16 0.12 0.29 0.26 1.30 1.28 1 0.07 0.05 0.86 0.76 2.32 2.29 2 0.09 0.07 0.73 0.64 1.86 1.84 3 0.06 0.05 0.35 0.31 1.17 1.16 4 0.00 0.00 0.40 0.35 0.91 0.90 5 0.04 0.03 0.24 0.21 1.29 1.27 3.3 设计洪水调节计算成果 本次尖岗水库除险加固初步设计采用三种方法推求设计洪水， 即由流量资料推求设 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 13 计洪水、由暴雨资料推求设计洪水、小流域设计洪水计算，并通过对三种方法计算结果 的对比分析，选择合适的设计洪水过程作为确定水库规模的依据。 3.3.1 由流量资料推求设计洪水 从尖岗水库19542005年实测洪水资料中， 按年最大值法组成样本容量为47的洪峰 流量、最大一天洪量和最大三天设计洪量的样本系列，并对1915和1927年两场特大洪水 进行特大值处理。 采用现行水文频率计算方法适线法推求各种洪水标准相应的设计洪 峰流量、最大一天设计洪量和最大三天设计洪量。 按照典型洪水选择原则，从实测资料中选取典型洪水过程。从尖岗站历年实测洪水 资料中选择1957年7月8日的洪水过程作为推算50年、100年和5000年一遇设计洪水过程 的典型。按同频率放大法对相应典型洪水进行放大，推求设计洪水过程。 3.3.2 由暴雨资料推求设计洪水 用流域内和流域外邻近雨量站资料，用泰森多边形法计算尖岗流域平均降雨量(即 面雨量)，用年最大值法分别统计各年24h、3天面雨量的年最大值。根据实测资料，分 别进行频率计算，各时段雨量的多年平均值均采用计算的数值，年变差系数及偏差系数 取适线和计算线结合，并考虑地区综合平衡。根据河南省中小型水库设计洪水标准及设 计办法，设计频率最大24h净雨量分配在前18h，其余各日净雨量平均分配到前12h。尖 岗站降雨径流关系(P+PaR)，由设计面雨量推求设计净雨量。采用经验单位线汇流计算 方法，由设计净雨过程推求水库设计洪水过程。 3.3.3 小流域设计洪水计算法推求设计洪水 尖岗水库上游为山区丘陵区，流域面积113km2，其设计洪水可依据地区水文图集计 算。河南省水文水资源局编制的河南省暴雨参数图集(2005.12)(以下简称05暴雨图 集 )与河南省水利勘测设计院编制的 河南省中小流域设计暴雨洪水图集 (1984.10)(以 下简称84图集)相比，参加统计的资料站年数增加了5倍，资料系列平均延长一倍， 采用了目前我省暴雨方面最全面最系统的资料和研究成果。05暴雨图集重点对点雨 量Htp和Cv作了调整。本次山丘区设计暴雨计算采用05暴雨图集中调整后的点雨量 Htp和Cv，同时参照84图集，按推理公式法和概化过程线法推求设计洪水。 3.4 设计洪水计算结果分析 3.4.1 不同途径计算的成果比较 汇总流量资料推求设计洪水(直接法)、由暴雨资料推求设计洪水(间接法)和小流域 设计洪水计算方法(推理公式法)的计算结果见表3.4-1： 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 14 表3.4-1 不同途径计算结果比较 成果比对 计算方法 50年一遇 100年一遇 5000年一遇 洪峰 (m3/s) 洪量 (104m3) 洪峰 (m3/s) 洪量 (104m3) 洪峰 (m3/s) 洪量 (104m3) 原设计成果 由流量推求 716.85 1024 962.94 1316 2539.98 3119 由暴雨推求 1035.81 1457 1368.95 1754 3017.97 3611 推理公式法 1250 1446 1541 1695 3080 3259 复核成果 推理公式法 1265.6 2034 1559.4 2486 2994.5 4520 采用推理公式法复核计算成果与原设计成果基本吻合，因流量资料推求的设计洪 水，则基本上反映了中小洪水的实际情况，流量资料推求的设计洪水较为合理，因此， 防洪标准复核采用流量法推求的设计洪水进行防洪标准复核。 调洪演算结果见表 3.4-2。 表 3.4-2 尖岗水库调洪演算成果对比表 成果对比 洪水标准 重现期 (年) 洪峰流量 (m3/s) 最高水 位(m) 相应库容 (万 m3) 最大下泄流 量(m3/s) 设计成果 设计 100 963 153.01 4268.68 68.1 校核 5000 2535.6 153.16 5664.4 / 校核 5000+152916 156.96 6070.41 208 复核成果 设计 100 963 152.98 4268.68 66.4 校核 5000 2535.6 156.47 5664.4 156.6 校核 5000+152916 157.11 6070.41 208 3.4.2 非汛期设计洪水 本次尖岗水库除险加固工程初步设计，溢洪道、泄洪洞，大坝等主体工程均安排在 非汛期施工，主要建筑物属于 2 级建筑物，根据水利水电工程施工组织设计规范 (SL303-2004)要求，导流建筑物为 4 级。根据本次除险加固工程设计任务，不需要修建 导流建筑物，利用现有的泄洪洞进行导流，混凝土结构导流建筑物洪水标准为 105 年 一遇。 本次工程设计导流洪水标准采用 5 年一遇， 24h 洪量均值 Q=52.26 万 m3， Cv=0.75， Cs=2 Cv，洪量为 79.38 万 m3。 3.4.3 水库水位库容关系 水库现状水位库容关系及相应的下泄量关系曲线采用尖岗水库管理局提供的郑 州市尖岗水库水位库容泄量关系表中的数据，详见表 3.4-3，表中水位基面为黄海 基面，依据库容关系曲线绘制库容水位关系曲线见图 3.4-1。 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 15 141 144 147 150 153 156 159 162 10002000300040005000600070008000 库容（万m3） 水 位 (m) 图 3.4-1 尖岗水库水位库容关系 表 3.4-3 尖岗水库水位库容泄量关系表 水位(m) 库容(万 m3) 输水道泄量(m3/s) 主溢洪道泄量(m3/s) 142.0 1142 43.7 0 142.5 1236 44.9 0 143.0 1331 46.2 0 143.5 1430 47.4 0 144.0 1539 48.6 0 144.5 1649 49.8 0 145.0 1768 50.8 0 145.5 1888 51.9 0 146.0 2013 53.0 0 146.5 2147 54.1 0 147.0 2282 55.1 0 147.5 2417 56.1 0 148.0 2556 57.1 0 148.5 2696 58.1 0 149.0 2845 59.1 0 149.5 3004 60.0 0 150.0 3173 61.0 0 150.5 3343 61.9 0 151.0 3513 62.8 0 151.5 3692 63.7 0 152.0 3881 64.6 0 152.5 4071 65.5 0 153.0 4270 66.4 0 153.45 4458 67.0 0 153.55 4500 67.0 0 153.95 4668 67.7 0 154.55 4920 68.7 0 154.75 5008 68.8 0 154.95 5096 69.0 6.3 尖岗水库除险加固工程蓄水安全鉴定报告 黄河水利委员会黄河水利科学研究院 16 续表 3.4-3 尖岗水库水位库容泄量关系表 水位(m) 库容(万 m3) 输水道泄量(m3/s) 主溢洪道泄量(m3/s) 155.15 5186 69.1 12.5 155.35 5278 69.3 18.8 155.55 5370 69.4 25 155.75 5466 69.9 38.4 155.95 5562 70.4 51.8 156.15 5660 70.9 65.2 156.35 5759 71.4 78.6 156.55 5858 71.9 92 156.75 5958 72.2 113.6 156.95 6058 72.5 135.2 157.15 6158 72.8 156 157.35 6258 73.1 178.4 157.55 6358 73.4 200 157.75 6463 73.7 228 157.95 6568 74.0 256 158.15 6674 74.4 284 158.35 6782 74.7 312 158.55 6890 75.0 340 158.75 6995 75.3 371 158.95 7080 75.6 402 159.15 7175 76.0 433 159.35 7260 76.3 464 159.55 7350 76.6 495 3.5 坝顶高程复核 坝顶高程的计算采用碾压式土石坝设计规范SL2742001的计算公式： Y=ReA 式中：Y坝顶超高(m)；R最大波浪爬高(m)；e最大风壅水面高度(m)；A安全加 高(m)。 平均波高和平均波长计算采用蒲田试验站公式： )(7 . 013. 0 )(